光纤测温在大型水轮发电机上应用

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1、水力发电第37卷第2期2011年2月光纤测温在大型水轮发电机上的应用邹祖冰，社建国，吴仲平(中国长江三峡集团公司机电工程部，湖北宜昌443002)摘要：随着水电机组单机容量越来越大，发电机的安全稳定运行显得越来越重要。探讨了如何检测发电机重要部位(汇流环管和线棒)的温度，分析总结了目前两种光纤测温形式的最新进展和测温特点。工程实践表明，点式光纤测温用于大型水轮发电机温度检测是可行的和有效的手段。关键词：光纤测温；温度；大型水轮发电机ApplicationofOpticalFiberTemperatureMeasurementonLargeHydro-generatorZouZu

2、bing，DuJianguo，WnZhongping(ElectricalandMechanicalEngineeringDepartment，ChinaThreeGorgesCorporation，Yichang443002，Hubei，China)Abstract：Thetemperaturemeasurementofimportantpartsingenerator(busloopandbar)isdiscussedandthedistributedandpointopticalfibertemperaturemeasurementmethodsarecomparedhe

3、rein．Thepracticeshowsthatthepointopticalfibertemperaturemeasurementusedforlargehydr0一generatorisfeasibleandeffective．KeyWords：opticalfibertemperaturemeasurement；temperature；Largehydro—generator中图分类号：TM312；TK3l1文献标识码：B文章编号：0559—9342(2011)02—0072—03光纤测温目前有两种形式：分布式光纤测温、点式0引言光纤测温。机组运行温度是水轮发电机运行的

4、一项重要指1．1分布式光纤测温标，特别是定子线棒、汇流环管的温度。月前水轮分布式光纤测温技术是一种用于实时测量温度发电机所用的测温方法有热电阻测温、热电偶测温场分布的光纤温度传感技术。20世纪80年代国外和红外测温ll'21。热电阻和热电偶都需要金属导线传学者提出了将光时域反射技术原理用于温度测量中，输信号，由于无法保证其具有稳定的绝缘性能，而通过不断的改进，广泛的应用在工业、交通、电力不能直接测量定子线棒和汇流环管铜的温度，只是等领域。测量绝缘层温度。红外测温为非接触式测温，只能1．1．1测量原理测量设备的表面温度，易受环境温度及周同的电磁分布式光纤测温技术基于光的散射特性，

5、即光场干扰，需要人工操作，无法实现在线测量，且水束在介质中传播时部分光线会偏离原方向分散传播轮发电机内的空间非常狭小。无法安装红外测温探的现象。其核心理论依据有两个：一是，光时域反头。随着光纤测温技术的发展，光纤测温用于水轮射原理；二是，后向喇曼散射温度效应。前者用于发电机温度检测成为可能。空间定位，后者用于温度的测量和数据传导．形成温度和空间位置一一对应的关系，从而达到分布式1光纤测温测温的目的。随着光纤技术在通信领域的广泛应用．光纤在1．1．2分布式光纤测温的技术特点传感技术全面的应用也得到了全面的发展。光纤温分布式光纤测温能够沿光纤多点在线测量，即度传感器具有其他形式的传

6、感器无法比拟的优点l3j，如抗电磁干扰、安全、耐高电压、耐化学腐蚀、耐收稿日期：2010～06一ll高温以及低损耗等，它们普遍应用于强电场、强磁作者简介：邹祖冰(1978一)，男，湖北荆州人，硕士，工程师，场坏境中。主要从事发电机设计、制造和发电机监控方面的工作．~p"lyt：ll1．Ix，寸：：1_I~RY1．mlq-I-／＼2q~／J＼干己仪。t1．L廿^，1j可感知温度信息又可传输温度信息，测量距离可达在测量点上安装时，1根测温光纤测30个点．每1数千米，测量温度比传统的电阻测温要高很多，小个测量点处需要缠绕布线，点与点之间还需要正弦足之处是成本相对较高。布线，而每台水轮

7、发电机组所需的单根光纤长达1．2点式光纤测温2000ITI以上，工作量很大。点式测温在布线上和1_2．1测量原理传统的RTD测温一样简单灵活，在每个测量点安装点式光纤测温是利用半导体材料吸收光谱随温时需要扒开绝缘层，装好探头后再恢复绝缘层．工度变化的特性来实现的。光通过半导体材料时．半作量相tLd,。导体材料会吸收光子能量，当光子能量超过禁带宽上述比较表明，点式光纤测温更适合水轮发电度能量时，吸收波长将发生变化，且吸收波长随禁机在温度方面的监测。带宽度能量的减小而变大。2点式光纤测温系统的设